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钢筋混凝土桥梁梁体常见裂缝及维修

供稿:工控网 2006/7/26 9:11:00

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1 混凝土与钢筋混凝土简支梁桥的常见裂缝
1.1网状裂缝 网状裂缝发生在各种跨度的梁上。这种裂缝细小,宽度约为0.03~0.05mm,用手触及有凸起感觉, 网状裂缝多为混凝土收缩所引起的表面龟裂。 1.2下缘受拉区的裂缝 这种裂缝多发生于梁跨中部,梁跨度越大,裂缝越多。它自下翼缘向上发展,至翼缘与梁肋相接处停止。裂缝间距约0.1~0.2m,宽度约为0.03~0.1mm。 跨度<10m的梁,其裂缝少而细小(宽度0.03mm以下)。下缘受拉区的裂缝多为混凝土收缩和梁受挠曲所产 生的裂缝。 1.3腹板上的竖向裂缝 腹板上的竖向裂缝最为常见,也是较为严重的一种裂缝。当跨径>12m时,其裂缝多位于薄腹 部分。在梁的半高线附近裂缝宽度较大,一般在0.15~0.3mm。当梁跨径<10m时,其裂缝较细小 且多数裂缝系由梁肋向上延伸,上端至腹板顶部。这种裂缝多系设计不当、施工质量不良、养护不 及时或温度及周围环境条件不良的影响所致。1.4腹板上的斜向裂缝 腹板上的斜向裂缝是钢筋混凝土梁中出现最多的一种裂缝,且多在跨中两侧,离跨中越远倾斜 角越大,反之较小。倾角约在15°~45°之间,第一道裂缝多出现在距支座0.5~1.0m处,裂缝宽度 一般在0.3mm以下。它系设计上的缺陷,主拉应力较计算值大,混凝土不能负担而造成的。 1.5运梁不当引起的上部裂缝 运送梁时支撑点没有放在梁的两端吊点上(偏向跨中),支撑点处上部出现负弯矩而引起开裂。 1.6梁端上部裂缝 由于墩台产生不均匀沉降,形成梁端局部支撑压力增大,产生局部应力所致。裂缝由下往上开 裂,严重者宽度可达0.3mm以上。 1.7梁侧水平裂缝 梁侧水平裂缝近似水平方向的层裂缝,多为施工不当引起,如分层灌筑、间隔时间太长。 1.8梁底纵向裂缝 梁底纵向裂缝是沿下翼缘主筋方向的裂缝,是由混凝土保护层过薄或掺入氯盐等速凝剂所造成。
2 预应力混凝土梁、悬臂梁与连续梁桥的常见裂缝
2.1先张法梁梁端锚固处的裂缝 这种裂缝均起始于张拉端面,宽度约为0.1mm左右,长度一般只延伸至扩大部分的变截面处。它 是由于在两组张拉钢筋之间梁端混凝土处于受力区,或因锚头处应力集中和锚头产生的楔形作用而 使锚头附近产生细小水平裂缝。 2.2后张法梁梁端(或其他部位)锚固处的裂缝 通常发生在梁端或预应力筋锚固处,裂缝比较短小。发生在梁端时多与钢丝束方向一致,在锚 固处时与梁纵轴多呈30°~ 45°角。在运营初期有所发展,但不严重,以后会趋于稳定。这种裂缝主 要由于端部应力集中,混凝土质量不良所致。 2.3腹板收缩裂缝 大多在脱模后2~3天内发生,裂缝通常从上梁肋到下梁肋,整个腹板裂通,宽度一般为0.2~0.4mm, 施加预应力后大多会闭合。这种裂缝多为混凝土收缩和温差所致,如极低的外界温度,混凝土未保温养生,使应力分布不均。 2.4悬臂梁剪切裂缝 剪切裂缝出现在腹板上,看起来近似按45°角倾斜,一般出现在支点与反弯点之间的区域。剪 切裂缝产生的主要原因是:预应力不足;超载的永久荷载;二次应力;温度作用等。此外,设计中缺 乏对多室箱梁腹板内剪力分布的认识,设计时未考虑横截面的实际变形,没有重复检算力筋截断处的 左右截面受力情况。 2.5悬臂箱梁锚固后接缝中的裂缝 悬臂箱梁在连续力筋锚固齿板后面的底板内会产生裂缝,并有可能向着腹板扩展,裂缝与梁纵轴 呈30°~45°角。产生这种裂缝的原因是由于预应力筋作用面积小,产生的局部应力过大,或者由于 顶底板中力筋锚具之间水平方向错开的距离太小。 2.6底板裂缝 箱梁板上发生不规则裂缝,是由于梁模向受力性能与横向不变形截面显得有很大的不同,即由于 腹部与底板受力不均所致。 2.7箱梁弯曲裂缝 混凝土抗拉能力不足,会导致箱梁弯曲裂缝的产生。在分段式箱梁中,一般出现在接缝内或接缝 附近,梁底裂缝可达0.1~0.2mm。弯曲裂缝一般很小,结构不受损伤,但在荷载反复作用下(汽车动力 荷载及温度梯度)裂缝有可能会扩大。 2.8连续梁弯曲裂缝 在连续梁中,正弯矩区的梁底部和负弯矩区的顶部可能发现这种裂缝。弯曲裂缝主要是由于混凝 土抗拉能力不足引起的。 2.9预应力梁下翼缘的纵向裂缝 这种裂缝为预应力梁中最严重的一种裂缝,多发生在梁端第一、二节间的下缘侧面及梁底,或腹板 与下翼缘交界处,少数发生在腹板上。这种裂缝一般处于最外的一排钢丝束部位,宽度为0.05~0.1mm。产 生原因是由于下翼缘受到过高的纵向压力,保护层太薄或混凝土质量不好所致。
3 拱桥、桁架拱桥与刚架桥的常见裂缝
石砌拱桥中最容易出现裂缝的地方是拱顶附近的下部,裂缝有时可一直延伸到拱上结构(边墙)。此外,在拱圈表面有时会产生和拱圈平行的裂缝, 如拱圈和边墙用不同材料砌筑,在接缘处也会发生裂缝。裂缝最初出现时较小,但以后在外界因素的 作用下会逐渐扩大。 空腹式钢筋混凝土拱桥在拱脚、立柱、立柱与拱圈相接的地方可能会出现裂缝。 钢筋混凝土双曲拱桥常见裂缝有:主拱圈拱脚处上缘出现横贯裂缝、主拱圈跨中截面肋波接合面 的环向裂缝、腹拱板沿桥宽的横向裂缝、拱波沿桥纵向裂缝、立柱与盖梁混凝土剥落露筋并有压裂现象。 桁架拱桥常见裂缝有:靠近桥头桥面由于受负弯矩作用,多出现沿桥宽方向的横向裂缝、立杆与 上下弦杆接合处的裂缝;当跨径较大,架片分段预制并采用现浇混凝土接头或钢板接头时,受荷载反 复作用而出现施工接头的拉裂。 钢架拱桥由于支点的不均匀沉陷,致使刚架各点产生附加弯矩,横梁左节点处为负弯矩,梁顶为 受拉区,因此横梁左端产生从上向下开展的裂缝,右端产生由下向上的裂缝,左侧支柱上侧产生从外 向内的水平裂缝。
4 桥梁梁体裂缝的处治方法
桥梁梁体裂缝常用的处治方法主要有: 1)小裂缝或没有结构作用的裂缝可采用封闭处理,如用环氧树脂胶涂封闭,或用工具沿裂缝裸露 面锯或凿,使缝扩大成槽形豁口后,将裂缝两边5~10mm范围内处理干净,然后用各种粘结材料进行填充封闭。 2)当钢筋混凝土构件产生主拉应力裂缝(不是很严重)时,可采用在裂缝处加箍使裂缝封闭的方 法。箍可用扁钢焊成或圆钢制成,可直箍也可斜箍,其方向与裂缝垂直。 3)注射环氧树脂胶液并加配钢筋,具体做法是钻与结构面成45°并与裂缝成90°交叉的孔(按裂 缝长度,可钻3~4个孔),然后分别插入钢筋,再在孔中与裂缝中注入环氧树脂胶液封闭裂缝与孔洞, 使钢筋与原构件形成一个整体,从而达到加强截面强度的目的。 4)钢板粘帖修补,即用环氧基液粘结剂涂在整个钢板上,然后将其压粘于待修补的裂缝位置上。 为使钢板粘贴牢固,一般多采用压贴法,也可采用在钢板与被修补构件表层空隙内注入粘贴剂的注入 法。钢板可以是整块钢板,也可按照裂缝位置采用带状钢板,如在修补悬臂梁挂梁处裂缝时,两种钢 板都可采用。 在检测桥梁梁体裂缝时,要正确地判断出裂缝产生的原因,有针对性地采取有效方法对裂缝进 行维修。
参考文献: 1、《高速公路养护管理手册》,人民交通出版社,2002年12月 2、徐犇。《桥梁检测与维修加固百问》,人民交通出版社,2002年6月工程建设机械2006.NO.2路桥养护 信息来源于:中国工程机械网

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